سنسورهای رطوبت
سنسورهای رطوبت:
توانایی هوا در نگهداشتن آب تاثیر قابل ملاحظه‌ای روی تعداد زیادی از فرایند‌ها که در اتمسفر عادی انجام می‌گیرند، برحسب تعداد کاربرد‌هایی که شامل می‌شود، آب ممکن است مادة خیلی مهمی در زندگی روزمرة ما باشد و‌آن در هوا، جامدات و سیالات اتفاق می‌افتد. انی در این مواد تشخیص داده می‌شود. با وجودیکه جملة رطوبت معمولاً به آب موجود در هوا اطلاق می‌شود (که مهمترین کار اندازه‌گیری رطوبت نشان داده می‌شود)، آن اغلب خیلی مفید است که بتوان محتوای آب جامدات و مایعات را بطور مستقیم تعیین نمود.
وقتی غلظت بخار آب در گازها، اصولاً در هوا، تعیین می‌شود مهم است که میان موارد زیر فرق گذاشت:
رطوبت مطلق، که مقدار بخار آب موجود در واحد حجم گاز است و بوسیلة گرم بر مترمکعب اندازه‌گیری می‌شود.
رطوبت اشباع، که مقدار ماکزیمم آب موجود در واحد حجم گاز است و بوسیلة گرم بر مترمکعب اندازه‌گیری می‌شود.
رطوبت نسبی، که نسبت رطوبت مطلق به رطوبت اشباع است و مقدار آن بین 0 و 1 می‌باشد.
همچنین نسبت فشار جزئی بخار آب در دمای اندازه‌گیری به فشار اشباع ممکن در همان دما استفاده شود. عموماً، آن رطوبت نسبی است که مهمترین مقدار اندازه‌گیری ده را نشان می‌دهد یک اندازة قابل استفاده غالباً نقطة تراکم می‌باشد. این دمایی است که در آن رطوبت اتمسفر که قابل ملاحظه است فرض می‌شود که رطوبت نسبی در آن مقدار 1 را دارد. وقتی که دما زیر این نقطه بیافتد بخار آب شروع به تراکم می‌کند.
اندازه‌گیری مستقیم محتوای آب مایعات و جامدات خیلی مشکل است چون آن بندرت ممکن است که محتوای آب یک محصول بعنوان یک اندازه‌گیری جداگانه انجام شود. در جامدات این مقدار براحتی بوسیلة وزن کردن
محصول، خشک کردن آن و سپس دوباره وزن کردن آن بدست می‌آید. اگرچه، تعدادی منبع خطا در ارتباط با این روش، برای مثال تجزیه شدن پروب، طول مدت خشک کردن و نوع پیوند آب وجود دارد.
سیستم‌های اندازه‌گیری موثق از زمان‌های طولانی برای تعیین مقدار رطوبت وجود داشته است. این شامل روش‌های مکانیکی از قبیل رطوبت‌سنج مو، پسی‌کرومتر و شناساگر رطوبت LiClکه در آن مقاومت سطح سنجیده می‌شود. یک ولتاژ A.Cدر الکترود شمارة 3 بکار برده می‌شود. این موجب جاری شدن یک جریان از میان LiClو گرم کردن محلول LiClمی‌گردد. در نتیجه آب از محلول بخار می‌شود. بزودی تمام آب بخار می‌شود، هدایت و با آن جریان ما بین الکترودها بسرعت تنزل و دما سقوط می‌کند. رطوبت‌سنج LiClحالا قادر به جذب آب از هوا است. هدایت آن افزایش یافته و جریان دوباره موجب تبخیر آب می‌شود. در این روش دما خودش را به حالت تعادل مابین توان الکتریکی بکار گرفته شده و انرژی گرمایی مورد نیاز برای تبخیر تنظیم می‌کند. این تعادل بطور انحصاری بستگی به فشار بخار آب هوای اطراف دارد و بنابراین میزانی از رطوبت مطلق است. دما در تعادل بوسیلة اندازه‌گیری مقاومت (1) ثبت می‌شود و سپس بعنوان یک کمیت الکتریکی عمل می‌کند. اندازه‌گیری رطوبت نسبی 90-15% در دمای °C 60-0 ممکن است. زمان پاسخ برحسب دقیقه می‌باشد اهمیت تکنیکی این آشکارگرهای کلاسیک امروزه که سنسورهای قابل کوچک کردن، چیپر هستند، تندتر و بعضی اوقات خیلی صحیح است. سه روش توسعه وجود دارد. تغییرات در مقاومت، بویژه در مقاومت سطح، اساس یک نوع از سنسنورهای است. این شامل رطوبت‌سنج‌های سرامیکی است که همچنین جذب سطحی آب در سطح داخلی مواد سرامیکی خلل و فرج‌دار استفاده می‌شود که از پودر سینتر شده است. سرامیک‌های مورد استفادهZnCr2O-LiZnVO4,MgCr2O4-TiO2-V2O5و پرووسکیت است. سنسورهای ساخته شده از MgCr2O4-TiO4بطور تجارتی در اجاق‌های میکرویو استفاده می‌شود. آنها دارای زمان پاسخ حدود 20Sو میزان رطوبت در حدود 90-30% می‌باشند. دیگر سنسور براساس مقاومت شامل پلی‌استایرین سولفونه شده یا پودر کربن سوسپانسه شده در سلولز ژلاتین می‌باشد. هدایت سطح این سنسورها وقتی آنها آب می‌گیرند تغییر می‌کند. موادی از قبیل ترکیب‌هایLiF/Al2O3، فسفات‌های زیرکونیوم و سیلکیات‌ها، پلی‌سیکلو اکسان‌ها با گروه‌های آب‌دوست و پلیمرهای معین برای این دسته از سنسور مساعد هستند. پلیمرها باید به رطوبت حساس و در همان زمان غیرقابل حل در آب باشند. پلی‌وینیل پیریدین متصل شده بطور رایج برای این نیاز مناسب است.
منبع:http://imageha.ir